Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)設計概要

1 引言

　　采用fcs(總線(xiàn)控制系統)的企業(yè)用于生產(chǎn)管理的局域網(wǎng)能夠與用于自動(dòng)控制的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )緊密銜接。現場(chǎng)總線(xiàn)是將自動(dòng)化最底層的現場(chǎng)控制器和現場(chǎng)智能儀表設備互連的實(shí)時(shí)控制通訊網(wǎng)絡(luò )，遵循iso/osi開(kāi)放系統互連參考模型的全部或部分通訊協(xié)議。fcs 則是用開(kāi)放的現場(chǎng)總線(xiàn)控制通訊網(wǎng)絡(luò )將自動(dòng)化最底層的現場(chǎng)控制器和現場(chǎng)智能儀表設備互連的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )控制系統。

2 現場(chǎng)總線(xiàn)概要　

　它將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現場(chǎng)設備中完成，僅靠現場(chǎng)設備即可完成自動(dòng)控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷設備的運行狀態(tài)?，F場(chǎng)總線(xiàn)設備能處理各種參數、運行狀態(tài)信息及故障信息，具有很高的智能，能在部件、甚至網(wǎng)絡(luò )故障的情況下獨立工作，大大提高了整個(gè)控制系統的可靠性和容錯能力。

　 由于現場(chǎng)設備本身已可完成自動(dòng)控制的基本功能，使得現場(chǎng)總線(xiàn)已構成一種新的全分布式控制系統的體系結構，不再需要一個(gè)中央控制計算機，實(shí)現真正的分布式控制。從根本上改變了現有dcs集中與分散相結合的集散控制系統體系，簡(jiǎn)化了系統結構，提高了可靠性。

　　工作在現場(chǎng)設備前端，作為工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )底層的現場(chǎng)總線(xiàn)，是專(zhuān)為在現場(chǎng)環(huán)境工作而設計的，它可支持雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線(xiàn)、電力線(xiàn)等，具有較強的抗干擾能力，能采用兩線(xiàn)制實(shí)現送電與通信，并可滿(mǎn)足本質(zhì)安全防爆要求等。

　 傳統的控制系統每個(gè)儀表都需要一條線(xiàn)連到中央控制室，在中央控制室裝備一個(gè)大配線(xiàn)架。而在fcs系統中多臺現場(chǎng)設備可串行連接在一條總線(xiàn)上，這樣只需極少的線(xiàn)進(jìn)入中央控制室，大量節省了布線(xiàn)費用，同時(shí)也降低了中央控制室的造價(jià)。由于現場(chǎng)總線(xiàn)系統中分散在設備前端的智能設備能直接執行多種傳感、控制等，也不再需要dcs系統的信號調理、轉換、隔離技術(shù)等功能單元及其復雜接線(xiàn)，用工控pc機作為操作站，從而節省了一大筆硬件投資，由于控制設備的減少，還可減少控制室的占地面積。

　由于現場(chǎng)總線(xiàn)的以上特點(diǎn)，特別是現場(chǎng)總線(xiàn)系統結構的簡(jiǎn)化，使控制系統的設計、安裝、投運到正常生產(chǎn)運行及其檢修維護，都體現出優(yōu)越性。

3 現場(chǎng)總線(xiàn)案例

　profibus是德國國家標準din 19245和歐洲標準en 50170的現場(chǎng)總線(xiàn)，也是iec標準iec
61158，并且已經(jīng)轉化為中國gb國家標準。由profibus-dp、profibus-pa、profibus-fms組成了profibus系列。profibus-dp、profibus-pa通信模型參照了iso/osi參考模型的第1層(物理層)和第2層(數據鏈路層)；profibus-fms采用了第1層、第2層和第7層(應用層)，第7層又分為現場(chǎng)總線(xiàn)報文規范(fms，fiedldbus
message specification)和低層接口(lli，lower layer interface)，另外還增加了用戶(hù)層。如表1所示profibus通信模型。profibus提供了三種通信協(xié)議類(lèi)型。